Сплав для раскисления и легирования стали

"цфд: ч 1 й: ОП ИСАНИ Е ИЗОБРЕТЕН Ия Союз Советски вСоциалистическихРеспублик724591(51) Ч. Кл. С 22 С 35/00 с присоединением заявки,% " Государстввииый комитет СССР по делам изовретеиий к открытий(53) УДК 669.15,74782 ф 202 -198 (088.8) Опублккован 6 30,03.80.Бюллетень,% 12 гДата опубликования описания 02.04,80 В. М, Бреус,и С. И, Ябуров(72) Авторы изобретения Центральный ордена Трудового Красного Знаменинаучно-исследовательский институт черной металлургииИ П Ба ина(54) СПЛАВ ДЛЯ РАСКИСЛЕНИЯ И ЛЕГИРОВАНИЯ СТАЛИ Изобретение относится к черной металлургии, в частности к сплавам, предназначенным для раскислеция и легирования сталиОбеспечение высокой производитель-. ности современных сталеплавильных аг 5 регатов и повышение качества стали воэможто на основе стандартизации технологии плавки получения стандартного ниэкоуглеродистого полупродукта в плавильном агрегате и доводки его по химическому составу присадкой раскислителей и легируюших вне печи, Использование твердых ферросплавов связано со значительными теплопотерями, большим угаром раскислиффф т телей и легируюших и неравномерным распределением элементов в массе метал ла, т,е, с ухудшением качества стали,Эти недостатки в значительной мереустраняются при использовании жидкихкомплексных сплавов, Как показываетпрактика, в этом случае улучшаетсяусвоение сплавов металлом, снижаются безвозвратные потериценных элементов, улучшается качество стали.Известен сплав 11 для раскислеция и легирования стали следующего состава, вес, %;Кремний 10, 6-1 6,0 Ванадий 10, 3-1 2,7 Марганец 6,4-8,8Титец 0,8-1, 4Хром 2,4-3, 3Углерод 1,1-1,6Железо.и примеси Остальное Однако сплав имеет низкое содержа ние углерода, в связи с чем использование его для получения средцеуглеродистой стали из стандартного полупродукта возможно только совместно с науглероживаюшими добавками, вводимыми в металл, Кроме того, сплав содержит титац, который в ряде случаев оказывается нежелательным компонентом, ухудшаюшим некоторые специальные свойства стали,72 Наиболее близким к изобретению по технической сущности является сплав 2 для раскисления и легиромнияследуюцего состава, вес. %:Марганец 30 60Углерод 5-8Ванадий 3-15Кремний О, 1-5Железо ОстальноеОднако сплав имеет низкое содержание кремния и высокое содержание марганца. При использовании его для раскисления и легирования стали требуется дополнительный ввод в металл кремнийсодержещих добавок, а высокое содержание марганца ограничивает количество вводимого сплава, в связи с чем науглероживание металла оказывается недостаточным и требуется дополнительный ввод в металл углеродсодержацих материаловЦель изобретения - разработка сплава, обеспечивающего легировение и раскис- ление стандартного мелоугперодистого полупродукта, выплавленного, например в кислородном конвертере, до получения . среднеугперодистой легированной степи, экономия раскислителей и легирующих,и улучшение пластичности стали.Достигается эта пель тем, что предлагаемы сплав для раскисления и легировения стали содержит компоненты в следующем соотношении, вес,%:Марганец 1 О,3-2 О,ОКремний 5,0-10,0Ванадий 1, 5-5,0Углерод 4, 25-9,8Железо ОстальноеВ сплаве допускают присутствие следующих примесей, вес, % сера до 0,1, фосфор до 0,3, алюминий до 0,5, хром до 0,5, магний до 0,2, кальций до 0,2,прочие примеси и случайные элементь, не" изменяющие свойств сплава, в суь- марном количестве до 2%. Сплав получают любыми известными методами, обеспечивающими заданный состав, Для обработки стали предпочтительно используют сплав в жидком виде, В этом случае его получают, например в индукционной печи, путем сплавления шихты, составленной из чугунаИли стали, и материалов, содержащих марганец кремний и ванадий (например, ферромарганца, сипикомарганца, феррованедия, ферросиликованадия и т,п.). При недостатке углероде в цихту добавляют углеродсодержещий материал (уголь, кокс,4591 4пек, карбид кальция, карбид кремния,графит, и т.п,),Рекомендуется использование сплавапо следующей схеме,5 После получения жидкого сплава всталеплавильном цехе его сливают из печив сталерезливочный ковш непосредственноили с помощью передаточного ковше, Вковш со сплавом принимают стандартныйманоуглеродистый полупродукт, выплавленный в конвертере.Сплав предназначен для раскисления илегирования углеродистых, низко- исреднелегирбваннь х марок стали, содер 5 жащих 0,20-0,50% углероде, например20-50 ХМфА, 20-45 ХН 2 МФЛ и т,п.Подавляющее большинство указанныхмерок стали содержит, %: марганец0,40-0,80, кремний 0,17-0,37, ванаИ дий 0,10-0,20.В индукционной печи выплавляют сплавы предлагаемого и известного состава(табл. 1, сплав 1) получают в индукционной печи сплавлением шихты, состоящейиз ферромарганца, ферросилиция, феррованадия и электродного боя.В другой печи выплавляют бо кгЗОстального полупродукта, содержащего,вес. %: углерод 0,10; марганец 0,16;хром 1,05; никель 1,35; молибден 0,23;сера 0,018; фосфор 0,015; кислород0,0125; железо - остельное, 2,4 г35о,сплава при 1370 С сливают в подогретый сталеразливочный ковш, в которыйзатем сливают 60 кг стального полупроодукта, нагретого до 1650 С. Металл вковще перемешиваюг и разливают в излож 40ницы на слитки массой по 10 кг.Химический состав готовой стали приведен в табл, 2 и соответствует сталимарки 45 ХН 2 МфА, Угор элементов сплава составляет, %ф марганец 8, кремний4513,5, ванадий 5,5. Из слитков отковывают прутки диаметром 20 мм, изготовляют образцы, которые подвергают механическим испытаниям,После закалки от Ябо С в масло иотпуска при 460 оС с последукчпим охлаждением в масле механические свойс- ва стали соответствуют требовеиям стандартов (табл, 3, плавка 1),55П р и м е р 2. Жидкий сплав (табл, 1,сплав 2) получают в индукционной печисплавлением цпхты, состояцей из ферромарганца, 45%-ного ферросилиция и ферровенадия.1 6ет, %: марганец 18, кремний 12, ванадий 9. Механические свойства в отковках диаметром 20 мм после двойнойо . озакалки от 880 С ои от 780 С в маслои отпуска при 180 С соответствует требованиям стандарта,табл, 3, плавка 3).П р и м е р 4, Жидкий сплав 4 получают методом сплавления в индукционнойпечи шихты, состоящей из ферромарганца,феррованадия и кокса,В индукционной печи выплавляют30 кг стального полупродукта состава,вес, %: углерода, 0,12 марганца, 1,15хрома, 0,026 серы, 0,016 фосфора,0,0155 кислорода, железо- остальное,о0,54 кг сплава при 1370 С сливаютв подогретый сталеразливочный ковш,Кроме того, для обеспечения марочногосостава стали по кремнию в ковш вводят0,18 кг 45%-ного ферросилиция,На сплав сливают 30 кг полупродукта,оимеющего температуру 1630 С, металлперемешивают и разливают в изложницына слитки массой по 10 кг. Химическийсостав готовой стали марки 20 ХФА приведен в табл. 2 (плавка 4), Угар элементов составляет, %ф марганца 26,5,кремния 34,5, ванадия 15,5.В табл. 3 приведены механическиесвойства полученной стали,72459 Таким образом., использование жидкого сплава предложенного состава позволяет получать сталь широкого марочного состава из стандартного малоуглеродистого полу продукта, стандартизовать технологию плавки в сталеплавильных агрегатах, особенно в кислородных конвертерах, снизить угар элементов - раскислителей и легирую ших, улучшить качество стали, в частности, ее пластичность, за счет уменьшения угара элементов получить экономический эффект при производстве 1 млн, т стали в год более 200 тыс. руб.Та бл ица 1 Химический состав сплавов, вес.% Состав сплавов, вес, % Компоненты к. д: .,: ",Х -Г.,й.;,Ф-,7,536,0 4,25 14,4 10,0 УглеродМарганецКремнийВанадийЖелезо и примеси 9,8 20,0 10,3 2,0 5,0 7,8 11,0 43,5 68,25 67,1 5В другой печи выплавляют 60 кгстального полупродукта, содержащего,вес, ,". углерод 0,05; марганец 0,07сера 0,026," фосфор 0,015 р кислород0,0185, железо - остальноео 52,4 кг сплава при 1350 С сливаютв подогретый сталеразливочный ковш, вкоторый ачтем сливают 60 кг стальногоополупродукта, нагретого до 1620 С.Металл в ковше перемешивают и раз 1 Оливают в изложницы на слитки по 10 кг,Химический состав готовой стали приведенв табл. 2 (плавка 2) и соответствуетстали 30, модифицированной ванадием.Содержание кислорода в стали 0,0053%.Угар элементов сплава составляет, %:марганец 15,5, кремний 10,5, ванадийусвоился полностью.В отковках диаметром 20 мм послео 20закалки от 890 С в воде и высокотем.- опературного отпуска при 500 С стальимеет высокие прочностные свойства придостаточном запасе пластичности (табл, 3,плавка 2).25П р и м е р 3. Жидкий сплав(табл. 1 сплав 3) получают в индукционной печи сплавлением шихты, состоящейиз ферромарганца, 45%-ного ферросилиция и феррованадия,зоВ другой печи выплавляют 30 кг полупродукта, имеющего химический составвес, %: углерод 0,06; марганец 0,05;хром 1,02; сера 0,026 фосфор 0,015кислород 0,0160 железо - остальное.о 351,2 кг сплава при 1380 С сливаютв нагретый сталеразливо шый ковш и нанего сливают 30 кг стального полуподукта, имеющего температуру 1630 С.Металл в ковше перемешивают и разливают в изложницы на слитки массой по10 кг.Химический состав готовой стали соотг.ветствует марке 20 ХФА (табл. 2, плавка 3), Угар элементов сплава составлю 45 3 4 (известный)Та блица Химический состав стали (вес. % полученнОй при использовании сплавовУглерод 0,20 0,28 0,47 о,5 о 0,59 0,72 О,51 0,20 Сера 0 97 0,96 Хром 1,32 0,22 0,05 0,11 0,18 0,0058 20 ХфА 0,0053 30 П р и м е ч а н и е . На 4 плавку кроме указанного в табл, 1 сплава добавлен 45-7 о-ный ферросилиций. Та блица 3 Механические свойства полученной стали редел прочности,"мlсм Марганец Кремний НикельМолибденВанадий Кислород Марка стали10 724591 Ванадий Углерод Железо 1,5-5,0425-98Остальное Составитель Т. ПлатицинаРедактор С, Тараненко ТсхредО,Андрейко Корректор П. Отец Заказ 799/8 Тираж 694 Подписное ЦНИИ 11 И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Г формула изобретения Сплав для раскисления и легирования стали, содержащийся марганец, кремний, ванадий, углерод и железо, о т л ич а ю ш ий с я тем, что, с целью получения среднеуглеродистой стали из стандартного малоуглеродистого полупродукта, экономии раскислителей и легируюших и улучшения пластичности стали, он содержит компоненты в следующем соотношении, вес, %:Марганец 10,3-20,0 Кремний 5,0-10,0 5 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1; Комплексные сплавы для легирования, раскисления и модифпцирования.10 Каталог, М"Черметинформация",1973, с. 12. 2. Авторское свидетельство СССР